Система автоматического управления и регулировния экологической безопасностью выбросов высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомных реакторов

Изобретение относится к системам радиационной безопасности АЭС. Система содержит блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном и цилиндрический металлический кожух для сбора высокотемпературных радиоактивных газов и водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли, обрамляющий реактор. Кожух своей верхней конусной частью через отвод подсоединяется к центральной трубе конденсатора-дезактиватора первой ступени. Система содержит после кожуха две ступени дезактивации: конденсаторы-дезактиваторы первой и второй ступени, исключающие выбросы после реактора в атмосферу, которые заполняются через регулирующие клапаны дезактивирующим раствором Конденсатор-дезактиватор первой ступени служит для дезактивации дисперсного материала и радиоактивной пыли, а конденсатор-дезактиватор второй ступени - для дезактивации и конденсации высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара, который барботируется через слой дезактивирующей жидкости. Технический результат - повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области управления и регулирования экологической безопасностью при аварийных ситуациях на предприятиях атомной промышленности, а именно при авариях атомных реакторов на АЭС с разрушением реактора.

На существующих атомных электростанциях в случае аварий предусмотрена система охлаждения и заливка их водой.

Однако данная система малоэффективна, кроме этого вызывает дополнительно радиационное загрязнение водоемов, рек, морей и океанов (см. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.: ил.).

Прототипом данного изобретения является система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью выбросов высокотемпературных паров и газов с дисперсным материалом (сажей) в аппаратах после предохранительных клапанов в аварийной ситуации (патент на изобретение №2518868, опубл. 10.06.2014, Бюл. №16), имеющая:

а) устройство для сбора газов с сажей - приемную трубу;

б) сажеотделитель для отделения дисперсного материала из газового потока.

Однако эта система полностью не обеспечивает безопасность радиационных выбросов, так как в сажеуловителях применяется вода, не обладающая дезактивирующими свойствами.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы системы очистки при выбросах высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом с радиоактивной пылью.

Указанная задача решается тем, что в системе автоматического управления и регулирования экологической безопасностью выбросов радиоактивных высокотемпературных газов водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомных реакторов согласно изобретению имеется:

1. Блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном на линии сброса из металлического кожуха безопасности радиоактивных высокотемпературных газов, водяного пара, пыли в конденсатор-дезактиватор первой ступени; устройство для сбора высокотемпературных радиоактивных газов, водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности сварной конструкции, обрамляющий реактор, причем металлический кожух своей верхней конусной частью через отвод подсоединен к центральной трубе конденсатора-дезактиватора первой ступени; после конденсатора-дезактиватора первой ступени система содержит дополнительно конденсатор-дезактиватор второй ступени.

2. Конденсатор-дезактиватор первой ступени и конденсатор-дезактиватор второй ступени заполнены дезактивирующим раствором, состоящим из 4% водного раствора марганцевокислого калия и 0,5% водного раствора серной кислоты.

3. Конденсатор-дезактиватор первой ступени представляет собой трубу из материала Х18Н10Т, диаметром 500 мм, высотой 1000 мм, имеющую внизу эллиптическое днище и три штуцера: один для воздушника диаметром 200 мм, второй для подачи дезактивирующей смеси диаметром 100 мм и третий диаметром 250 мм для сброса через регулирующий клапан отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель, дополнительно имеет уровнемер для измерения уровня дезактивирующей смеси LGS (HL) и регулирующий клапан сброса отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель.

4. В конденсаторе-дезактиваторе первой ступени имеется шнековый завихритель, находящийся в сетке-кожухе, выполненной в виде цилиндрической металлической сетки с ячейками 5-8 мм.

5. Шнековый завихритель прикреплен к ребрам жесткости сетки-кожуха, к центральному стержню конденсатора-дезактиватора первой ступени, выполнен из металлической ленты сечением 2×100 мм, имеет угол атаки 30°.

6. Конденсатор-дезактиватор второй ступени представляет собой трубу (материал Х18Н10Т) диаметром 400 мм.

7. Конденсатор-дезактиватор второй ступени имеет центральную перфорированную трубу и три штуцера: один диаметром 100 мм для подачи дезактивирующей смеси в аппарат; второй диаметром 150 мм для воздушника; третий диаметром 200 мм для сброса через регулирующий клапан отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель, дополнительно имеет уровнемер LGS (HL).

8. Центральная труба конденсатора-дезактиватора второй ступени имеет перфорацию с отверстиями диаметром 2-3 мм на длину погружения трубы в слой жидкости дезактивирующего раствора конденсатора-дезактиватора второй ступени.

9. В системе установлена дополнительная металлическая из материала Х18Н10Т заглубленная горизонтальная цилиндрическая емкость объемом 60 м3 для сбора отработавшей дезактивирующей смеси из грязенакопителей первой и второй ступени, жидкости после барабанного вакуум-фильтра, шнека и всех сбросов с оборудования, входящего в систему.

На фигуре представлена схема системы автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов радиоактивных высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомного реактора.

Система содержит блок 1 контроля над аварийной ситуацией с регулирующим клапаном 2 на линии сброса из металлического кожуха. Система имеет устройство для сбора выбросов после аварии атомного реактора: высокотемпературных радиоактивных газов, водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли - металлический кожух 3 безопасности, который обрамляет атомный реактор 4 и имеет регулирующий клапан 2 на линии сброса в конденсатор-дезактиватор 5 первой ступени. Конденсатор-дезактиватор 5 первой ступени и конденсатор-дезактиватор 6 второй ступени заполняются дезактивирующей смесью: водным раствором 4% марганцовокислого калия и водным раствором 0,5% серной кислоты, которая готовится в специальной емкости 7 и насосом 8 подается в конденсаторы-дезактиваторы 5, 6 первой и второй ступени. Система имеет барабанный вакуум-фильтр 9 для отделения дисперсного материала и радиоактивной пыли с последующим сбором их шнеком 10 для утилизации в прорезиненные мешки 11.

В случае аварии атомного реактора 4 высокотемпературные радиоактивные газы из металлического кожуха 3 безопасности через регулирующий клапан 2 по отводной трубе поступают в конденсатор-дезактиватор 5 первой ступени на шнековый завихритель 12, где дисперсный материал и радиоактивная пыль отбрасываются центробежной силой к сетке-кожуху 13, а так как с наружной стороны сетка-кожух 13 смачивается дезактивирующей смесью в конденсаторе-дезактиваторе 5 первой ступени, то дисперсный материал и радиоактивная смесь набухают и скользят вниз аппарата. Далее через регулирующий клапан 14 в грязенакопитель 15 первой ступени, а из нее насосом 16 на барабанный вакуум-фильтр 9 для отделения дисперсной фазы ножом-пластиной 17 с последующей подачей шнеком на упаковку в просвинцованные резиновые мешки 11, которые загружаются в бронированные контейнеры для утилизации за пределы АЭС.

Газовый поток, освобожденный от дисперсного материала, проходит через слои дезактивирующего раствора, дезактивируется, конденсируется и выходит через воздушник 18 в центральную трубу 19 конденсатора-дезактиватора 6 второй ступени. Газы и водяной пар проходят через перфорированную часть центральной трубы 19, погруженную в дезактивирующую смесь, где они дезактивируются и конденсируются. Отработанный дезактивирующий раствор сбрасывается в грязенакопитель 20 второй ступени и далее в общий грязенакопитель 21. В системе имеется дополнительная металлическая (материал Х18Н10Т) заглубленная горизонтальная цилиндрическая емкость объемом 60 м3 (на фигуре условно не показана) с насосом для ее автоматической откачки; в эту емкость также собирается жидкость после барабанного вакуум-фильтра 9, шнека 10 и все сбросы с оборудования, входящего в предлагаемую систему. Емкость после ее заполнения автоматически откачивается насосом в металлические контейнеры для ее утилизации за пределы АЭС.

Применение предложенной системы на атомных электростанциях повысит безопасность их работы и исключит в случае аварии реактора выбросы в атмосферу дисперсного материала, радиоактивной пыли, высокотемпературного радиоактивного газа и водяного пара.

1. Система автоматического управления и регулирования экологической безопасностью выбросов радиоактивных, высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомных реакторов, содержащая блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном на линии сброса из металлического кожуха безопасности радиоактивных высокотемпературных газов, водяного пара, пыли в конденсатор-дезактиватор первой ступени; устройство для сбора высокотемпературных радиоактивных газов, водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности сварной конструкции, обрамляющий реактор, причем металлический кожух своей верхней конусной частью через отвод подсоединен к центральной трубе конденсатора-дезактиватора первой ступени; после конденсатора-дезактиватора первой ступени система содержит дополнительно конденсатор-дезактиватор второй ступени.

2. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что конденсатор-дезактиватор первой ступени и конденсатор-дезактиватор второй ступени заполнены дезактивирующим раствором, состоящим из 4% водного раствора марганцевокислого калия и 0,5% водного раствора серной кислоты.

3. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что конденсатор-дезактиватор первой ступени представляет собой трубу из материала Х18Н10Т, диаметром 500 мм, высотой 1000 мм, имеющую внизу эллиптическое днище и три штуцера: один для воздушника диаметром 200 мм, второй для подачи дезактивирующей смеси диаметром 100 мм и третий диаметром 250 мм для сброса через регулирующий клапан отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель, дополнительно имеет уровнемер для измерения уровня дезактивирующей смеси LGS (HL) и регулирующий клапан сброса отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель.

4. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что в конденсаторе-дезактиваторе первой ступени имеется шнековый завихритель, находящийся в сетке-кожухе, выполненной в виде цилиндрической металлической сетки с ячейками 5-8 мм.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что шнековый завихритель прикреплен к ребрам жесткости сетки-кожуха к центральному стержню конденсатора-дезактиватора первой ступени, выполнен из металлической ленты сечением 2×100 мм, имеет угол атаки 30°.

6. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что конденсатор-дезактиватор второй ступени представляет собой трубу (материал Х18Н10Т) диаметром 400 мм.

7. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что конденсатор-дезактиватор второй ступени имеет центральную перфорированную трубу и три штуцера: один диаметром 100 мм для подачи дезактивирующей смеси в аппарат; второй диаметром 150 мм для воздушника; третий диаметром 200 мм для сброса через регулирующий клапан отработанной дезактивирующей смеси в грязенакопитель, дополнительно имеет уровнемер LGS (HL).

8. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что центральная труба конденсатора-дезактиватора второй ступени имеет перфорацию с отверстиями диаметром 2-3 мм на длину погружения трубы в слой жидкости дезактивирующего раствора конденсатора-дезактиватора второй ступени.

9. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что в системе установлена дополнительная металлическая из материала Х18Н10Т заглубленная горизонтальная цилиндрическая емкость объемом 60 м3 для сбора отработавшей дезактивирующей смеси из грязенакопителей первой и второй ступени, жидкости после барабанного вакуум-фильтра, шнека и всех сбросов с оборудования, входящего в систему.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области систем автоматического управления сложными многосвязными динамическими объектами и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями, энергетическими комплексами, синхронными генераторами.

Изобретение относится к производству прецизионных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов. В процессе изготовления изделия, осуществляемого в течение нескольких технологических этапов, измеряют контролируемые параметры обрабатываемого изделия, сравнивают значения измеренных параметров с заданными и формируют управляющее воздействие, обеспечивающее корректировку технологических параметров.

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в которых существенно повышаются величины моментов сухого трения. Технический результат заключается в обеспечении инвариантности электропривода к величине момента сухого трения, что обеспечивает неизменное качество в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в датчиках скорости которых возникают дефекты. Технический результат заключается в обеспечении нечувствительности работы электропривода к искажению показаний в датчике скорости вращения вала электропривода за счет формирования дополнительного управляющего воздействия, подаваемого на вход электропривода.

Изобретение относится к области управления непрерывными технологическими процессами. Техническим результатом является повышение эффективности самонастройки и улучшение качества регулирования инерционных объектов.

Группа изобретений относится к области управления. Технический результат - увеличение точности процесса регулирования.

Изобретение относится к контролю и организации оптимального управления и может быть использовано в системах контроля и управления различных динамических систем в реальном масштабе времени.

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию. Технический результат - обеспечение работоспособности системы регулирования объекта с рециклом при числе управляющих воздействий объекта больше числа целевых выходных переменных.

Изобретения относятся к химической и топливной отраслям промышленности, а также к охране окружающей среды. Сначала сравнивают данные об исходном образце твердого топлива с одной или более требуемых характеристик после обработки.

Изобретение относится к следящим системам, предназначенным для обнаружения, определения, текущего контроля и анализа данных. Технический результат - расширение функциональных возможностей и удобство эксплуатации.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к системе почвообрабатывающе-посевного орудия и способу ее управления. Орудие содержит высевающую секцию, датчик, выполненный с возможностью выдачи сигнала, указывающего на почву, смещенную высевающей секцией, и контроллер орудия, соединенный с возможностью сообщения с датчиком. Контроллер орудия выполнен с возможностью определения гладкости обработки почвы позади высевающей секции на основании сигнала и с возможностью регулирования параметра, влияющего на обработку почвы, когда гладкость находится за пределами требуемого диапазона. Такое конструктивное решение направлено на повышение эффективности посева. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано для непрерывного контроля, оценки и прогнозирования состояния неопределенности взаимодействия судна с внешней средой. Техническим результатом является повышение степени надежности функционирования бортовых систем для обеспечения безопасности мореплавания судов при возникновении экстремальных ситуаций. Для достижения технического результата в предлагаемом способе регистрируют сигналы в блоке измерений параметров судна и внешней среды в экстремальной ситуации, устанавливают уровень неопределенности ситуации и сравнивают текущие значения параметров энтропии с заранее зафиксированными значениями. При возникновении экстремальной ситуации в условиях большой неопределенности определяют базовое значение определяющего параметра, относительно которого рассматривается состояние неопределенности, энтропийного потенциала и его приращения с использованием конкурентного отношения, осуществляют распознавание уровня неопределенности и формируют математические модели динамики изменения неопределенности, рассчитывают величину комплексного энтропийного потенциала и определяют изменение характеристик энтропии, прогнозируют развитие ситуации. 4 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования экологической безопасности и может быть использовано при авариях на судах с атомной энергитической установкой. Система автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах содержит устройство для дезактивации - полочный скруббер невысокой полочной колонны около 6 м с дезактивирующей жидкостью - 0,5% водным раствором серной кислоты и устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности, выполненный из листовой стали Х18Н10Т толщиной 10 мм. Кожух в случае аварии обрамляет реактор так, что своей нижней частью надежно крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней конусной частью соединяется через регулирующий клапан с линией сброса из металлического кожуха в нижнюю часть полочного скруббера. Достигается повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора с выбросом высокотемпературных газов и водяного пара с радиоактивной пылью в атмосферу. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к летной эксплуатации воздушных судов (ВС) и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления. Способ распределения функций управления ВС заключается в том, что формируют исходные данные, поступают сигналы о состоянии бортовых систем, поступившие сигналы сравнивают с допустимыми значениями. В случае их несоответствия выявляют критическую систему, для которой с учетом наработки блоков вычисляют текущую вероятность безотказной их работы и вероятность отказа. По найденным величинам с учетом специфики функциональной схемы критической системы вычисляют вероятности положительных и отрицательных результатов проверок блоков системы. Согласно стандартным рабочим процедурам контроля и управления критической системой анализируют деятельность пилота. По результатам выполненных операций вычисляют информативность системы и интенсивность деятельности пилота, определяют для пилота коэффициент интеллекта и его пороговое значение. Формируют сигнал, равный степени ситуационной осведомленности пилота, и по результатам его сравнения с сигналом пороговой величины принимают решение о субъекте управления. Предложен также блок оценки степени ситуационной осведомленности пилота в составе бортовой интеллектуальной системы управления ВС, реализованный согласно представленному алгоритму. В результате благодаря дублированию процессов контроля и управления ВС между пилотом и управляющей системой (автопилотом) повышается безопасность полета. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Самонастраивающаяся система автоматического управления содержит измеритель рассогласования, регулятор, первый и третий блоки умножения, первый и второй сумматоры, объект управления, блок самонастройки, корректирующий фильтр, блок компенсации, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение точности и надежности систем управления нестационарными одноканальными объектами управления. 4 ил.

Изобретение относится к системам управления. Способ формирования сигнала управления для сопровождения цели заключается в том, что сигнал управления формируется по закону на основе динамических матриц внутренних связей систем, обобщенного вектора состояния системы и вектора сигналов управления. Сигнал управления состоит из взвешенной суммы фазовых координат и их производных, входящих в сигнал управления с пропорциональными коэффициентами, зависящими от несоответствия динамических свойств динамических матриц внутренних связей систем. Система формирования сигнала управления для инерционного пеленгатора включает измеритель, фильтр, усилитель, сумматор, управляющий элемент. Дополнительно введены усилители с коэффициентами, зависящими от разности матриц и фильтры высоких производных отслеживаемых координат. Значения несоответствия по производным поступают на вход сумматора. Улучшаются показатели эффективности системы. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к средствам обработки информации для сглаживания и прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в удвоении времени прогноза при заданном аналитическом буфере (памяти) предыстории процесса. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового прогнозирующего устройства, содержащего два вычитателя, сумматор усреднения, субблок расчета первой производной, субблок подсчета приращений скорости процесса и схему коррекции кода прогноза на динамике, введен дополнительный субблок коррекции кода прогноза на стационарных режимах. При этом осуществлена замена арифметических операций расчета прогнозируемых параметров (например, упреждения) монтажными сдвигами шин слагаемых, что повысило на порядок быстродействие устройства. 6 ил., 1 прил..

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении точности прогноза на динамических режимах. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового сглаживающего и прогнозирующего устройства введена схема коррекции кода прогноза на динамике из двух сумматоров и мультиплексора. 6 ил., 1 прилож.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в чистых помещениях для поддержания постоянной оптимальной температуры. В способе автоматического управления системами выходную переменную исполнительного механизма подают на вход управляемого объекта, измеряют фактическую величину выходной переменной управляемого объекта, которую вместе с командной величиной входной переменной управляемого объекта используют для формирования управляющего сигнала, который подают на вход исполнительного механизма за счет использования отрицательной обратной связи по выходной переменной управляемого объекта. Согласно изобретению автоматически управляют в адаптивном диапазоне коэффициентом k=ε2/ε2 регулирования за счет тождественности исследуемой погрешности ε1 нормируемому эквиваленту ε2 желаемой погрешности, которую адаптируют по диапазону при сравнении в каждый момент времени произведения величин входной Е и выходной U переменных с нормированным эквивалентом их максимальных величин, соответствующим степенному полиному средней арифметической величины командной входной и выходной переменных управляемого объекта. В результате достигается автоматизация регулирования системами в адаптивном диапазоне за счет адаптивной оценки сигнала по программно управляемой нормируемой мере. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Комбинированная адаптивная система управления с фильтр-корректором (ФК) для динамических объектов с периодическими коэффициентами содержит объект регулирования, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, ФК, n первых умножителей, n вторых умножителей, n вторых блоков суммирования, n блоков задержки, третий блок суммирования, соединенные определенным образом. ФК содержит четвертый блок суммирования, интегратор, соединенные определенным образом. Обеспечивается точная компенсация нестационарных изменений внутренних коэффициентов объекта. 2 ил.

Изобретение относится к системам радиационной безопасности АЭС. Система содержит блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном и цилиндрический металлический кожух для сбора высокотемпературных радиоактивных газов и водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли, обрамляющий реактор. Кожух своей верхней конусной частью через отвод подсоединяется к центральной трубе конденсатора-дезактиватора первой ступени. Система содержит после кожуха две ступени дезактивации: конденсаторы-дезактиваторы первой и второй ступени, исключающие выбросы после реактора в атмосферу, которые заполняются через регулирующие клапаны дезактивирующим раствором Конденсатор-дезактиватор первой ступени служит для дезактивации дисперсного материала и радиоактивной пыли, а конденсатор-дезактиватор второй ступени - для дезактивации и конденсации высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара, который барботируется через слой дезактивирующей жидкости. Технический результат - повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх